Пути развития на 2020 год: ГЛОНАСС лицом к потребителям

Юрий УРЛИЧИЧ, первый заместитель генерального директора Госкорпорации «Роскосмос»
Сергей КАРУТИН, генеральный конструктор системы ГЛОНАСС
Николай ТЕСТОЕДОВ, генеральный директор АО «ИСС им. академика М.Ф. Решетнёва»

Как и в предыдущие годы мы неизменно сосредоточены на удовлетворении потребностей наших потребителей, в первую очередь для нас важно гарантировать непрерывность навигационного обеспечения и стабильность эксплуатационных характеристик. В этом году мы завершили работу по выпуску стандарта эксплуатационных характеристик ГЛОНАСС, в 2020 году свет увидит новая редакция интерфейсного контрольного документа (ИКД).

Стандарт эксплуатационных характеристик открытого сервиса (СТЭХОС) системы ГЛОНАСС является основополагающим документом высокого уровня, устанавливающим значения достигнутых навигационных характеристик системы ГЛОНАСС с существенным гарантированным запасом, которые в сочетании с условиями приема сигналов и априорными оценками характеристик НАП могут позволить потребителю оценить для себя конечные характеристики, которые он может получить при решении своей конкретной задачи. Стандарт является основой для проведения сертификации услуг системы ГЛОНАСС, а также для разработки стандартов более низкого уровня на конкретные образцы НАП, системы на основе ГЛОНАСС, для разработки международных стандартов Международной организации гражданской авиации (ИКАО), Международной морской организации (ИМО) и др.

Использование унифицированной номенклатуры эксплуатационных параметров и методик их расчета всеми ГНСС, включая ГЛОНАСС, GPS, Galileo и BDS является общепринятой мировой практикой. Аналогичный стандарты уже опубликованы для GPS, Galileo и BDS и постоянно обновляются.

Фактически, данный стандарт является вторым после Интерфейсного контрольного документа (ИКД) основополагающим интерфейсом между системой ГЛОНАСС и разработчиками НАП и системы на основе ГЛОНАСС, в СТЭХОС определяются предельные характеристики, на которые может рассчитывать потребитель с высокой степенью доверия, основанной на долгосрочной статистической истории.

Данный Стандарт ОС системы ГЛОНАСС (СТЭХОС ГЛОНАСС) устанавливает значения эксплуатационных характеристик ОС ГЛОНАСС при отсутствии погрешностей НАП, погрешностей за счет условий распространения и приема НС (только за счет космического сегмента, т.е. подсистемы НКА и подсистемы наземной космической инфраструктуры системы ГЛОНАСС). Стандарт является основой для проведения сертификации услуг системы ГЛОНАСС и НАП, используемой авиационными и другими потребителями.

В Стандарте приведено общее описание системы ГЛОНАСС и используемых НС; установлены значения эксплуатационных характеристик КСТ системы ГЛОНАСС; перечислены использовавшиеся при составлении Стандарта нормативные документы.

Одной из важнейших задач 2020 года является гармонизация потребительского интерфейса ГЛОНАСС в части новых радиосигналов в кодовым разделением в диапазоне L3. Параметры интерфейса взаимодействия между подсистемой КА системы ГЛОНАСС и навигационной аппаратурой потребителей определяются интерфейсным контрольным документом (ИКД) ГЛОНАСС.

В 2016 году опубликована новая версия ИКД для сигналов с кодовым разделением в частотных диапазонах L1, L2, L3, реализуемая на разрабатываемых КА «Глонасс-К2».

КА «Глонасс-М» (№№ 755-758) и КА «Глонасс-К» дополнительно излучают радионавигационный сигнал в диапазоне L3 в соответствии с версией ИКД «Навигационный радиосигнал в диапазоне L3 с открытым доступом и кодовым разделением» (редакция 1) 2011 года.

В целях устранения указанных расхождений подготовлены к выпуску 7 ИКД (5 открытого доступа и 2 санкционированного) и проведение летных экспериментов для подтверждения результатов использования внедряемых моделей задержек сигналов КА в ионосфере и тропосфере.

Цель проведения модернизации ИКД сигналов открытого и санкционированного доступа системы ГЛОНАСС состоит в обеспечении возможностей повышения точности ГЛОНАСС за счет введения в резервные разряды кадров навигационных сообщений дополнительной информации, использование которой в НАП позволяет повысить точность навигационных определений.

В ходе модернизации ИКД будут введены:

1. математическая модель вычисления ионосферных задержек и включение в состав навигационного сообщения параметров этой математической модели.
2. математическая модель вычисления тропосферных задержек, не требующей передачи в составе навигационных сообщений каких-либо параметров и использующих данные только о широте расположения навигационного приемника и сезоне года (т. е. зима, весна, лето, осень).
3. признак, информирующего потребителя о прохождении спутником участка упреждающего разворота, на котором движение фазового центра навигационной антенны спутника, отличается от движения этого центра в режиме ориентации солнечных батарей в направлении на Солнце.
4. информации о типах излучаемых сигналов с КА в диапазонах L1, L2 и L3; 5-ти битовое поле, первые три бита должны обозначить наличие сигналов с кодовым разделением в диапазонах L1, L2 ,L3, соответственно, 4-й и 5-й биты должны обозначить наличие сигналов с частотным разделением в диапазонах L1 и L2, соответственно.
5. 5-ти разрядного поля, в котором передается возраст ЧВП в дополнение к такому же полю, в котором передается возраст эфемерид.

Изменения ИКД для сигналов с частотным и кодовым разделением для передачи дополнительной информации обеспечат обратную совместимость для бессбойной работы существующего парка навигационной аппаратуры потребителя и передачу параметров тропосферы и ионосферы в дополнительных разрядах.

Орбитальная группировка планово обновляется, начиная с 2013 года мы проводим не более 2 запусков в год, и 2019 год не стал исключением – запуск 27 мая и планируемый декабрьский обеспечат поддержание необходимого количества КА на орбите. КА «Глонасс-М» показывают хорошую динамику роста среднего срока активного существования – 2 КА преодолели 12 летний срок работы на орбите. По мере взросления КА данного поколения демонстрируют повышение характеристик относительной суточной нестабильности цезиевых стандартов частоты (рис. 1).

Рис.1. Вариация Алана БСУ КА ГЛОНАСС для времени 10^-5

В 2020 году планово завершается пусковая программа КА «Глонасс-М» и одновременно входит в активную фазу работа по запуску КА «Глонасс-К». Сразу после нового года запланирован запуск КА № 15, который, и мы в этом абсолютно уверены, не разочарует потребителей.